传统老牌车企向新兴车企发起“进攻”,新能源之争谁会笑到最后?
新能源的风如今已经吹遍了全球,这股风吹的速度和范围超过了很多人的想象。其实不需要看国外,就看国内就知道新能源对 汽车 行业的影响。在新能源概念开始推行之后,国内接二连三地出现了一些造车新势力,从一开始人们对这些车企的不认可,到如今已经占据了国内新能源的半边天,造车新势力们靠的不仅仅是自己的实力,还有市场对于新能源的认可。
电动车作为新能源的主要能源,有众多车企围绕电动能源开始做产品规划,而目前电动车的龙头品牌,相信大部分人都认为是特斯拉。的确,特斯拉把电动车做到了极致,而且无论在电动能源技术方面,还是无人驾驶方面,特斯拉都走在了其他品牌的前面,这也就是为什么基本所有的电动车,都会把特斯拉看作是最大的竞争对手。
特斯拉虽然近些年出了不少负面消息,但是销量依旧可以说明一切,即便特斯拉问题不断,但因为品牌的影响力,以及在电动车领域不可撼动的地位,特斯拉旗下的电动车销量都一直很高。再加上降价等一系列操作,让特斯拉在销量榜单的前几名一直下不来。
面对在新能源领域一家独大的特斯拉,不少传统老牌车企坐不住了,其中就有大众。大众可以说是最具代表性的传统车企了,大众这一品牌不仅有众多的旗下品牌,本身在全球范围也是很热销的品牌,在国内就更不用说了,“大众情怀”更是扎根在了大多数消费者的心中。为什么说大众会向特斯拉“进攻”?从一段采访中我们就能得知。
今日,大众CEO赫伯特•戴斯在被问到会不会和特斯拉合作的时候,他当即表明不会,并且说大众会走自己的路,并且超过特斯拉。答案很明显,大众不仅在采访上这样说,在现实中更是如此。
想必大家最近都有看到大众推出的电动车了,ID系列的接二连三面世,让我们看到大众进军新能源的决心,更看到了大众作为传统车企的实力。而特斯拉这边也不断地在做创新,做出一些新的技术。其实要说谁输谁赢,目前我们谁也无法给出答案,但是造车是一件要踏踏实实去做的事情,谁能够为消费者持续做出好的 汽车 ,谁就能笑到最后,这是一定的。
当我们打开手机的电池管理,我们会发现,使用了一年以上的iPhone,电池的可用容量只有87%了,再看看友商天天快充的手机,半年后的电池容量就只剩下70%了,不难发现,电池存在着损耗率,为了让电池更加耐用,电量更加持久,世界上的锂电池厂商都绞尽脑汁,争夺一种可以改善电池寿命的材料,那即是钴。钴主要用于锂电池的正极,在生活中,小到手机,笔记本电脑,大到电瓶车,电动 汽车 都需要,需要钴来延长锂电池的寿命。
我们购买了当地的矿山,并有序地进行了开发。目前,刚果有九个大型矿山。采矿权已被中国和瑞士公司收揽。有五家瑞士公司和四家中国公司,你可能还不满意,但不用担心,种植只是第一步,烹饪更重要。在过去的十年中,我国的企业不仅在南非,美国和加纳买下矿山,而且买矿生产两开花,钴精炼工艺和生产能力正在不断提高。
从2000年至今,钴加工的产地已从非洲转移到欧洲,现在又转移到了中国。 2018年,全球精炼钴产量为12.8万吨,中国的产量为7.83万吨。超过99%的生产能力在中国华友钴业,江苏凯立克,烟台凯实和金川集团的手中,生产能力和冶炼技术均处于世界一流水平。只要未来的 汽车 公司和电池工厂必须生产含钴电池,它们都无法绕开我们。
未来,从锂到钴的定价权已由我们的中国公司悄然控制。尽管在市场经济体制下必须对我们的钴原料价格一视同仁,但一旦由于不可抗力而导致钴原料供不应求,要将其出售给宁德时代还是LG,大家心里还是有数的。通过过去20年的布局,我们已经获得了全球40%的钴开采权和80%的钴化学品生产能力。随着新能源 汽车 的发展,我们终于取得了不错的进步。
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时代周报记者 郭梓昊
“如果有人说,(他的电动车)既能跑1000公里,又能几分钟充完电,而且还特别的安全,成本还非常低。大家不用相信,因为这是不可能的。”1月16日,在中国电动车百人会论坛(2021)上,中国科学院院士、中国电动 汽车 百人会副理事长欧阳明高表示。
此言一出,立即引发舆论热议。此前,多家车企相继给自家产品打上“1000公里续航”、“几分钟快充”的标签:1月15日,广汽表示,自家搭载石墨烯基超级快充电池的车型8分钟可充满80%、NEDC续航1000公里,且制造生产成本降低90%以上;1月9日,蔚来 汽车 发布新固态电池包,表示搭载该电池的车综合续航里程,可突破1000公里。
中科院院士打了谁的脸?
1月17日下午,广汽埃安总经理古惠南在电动车百人会线上论坛回应质疑时称,欧阳明高的话,“大家要注意,不要理解偏了,不要把技术问题和推广运营的问题混为一谈”。“今年1000公里续航的车肯定要出来,快充也是肯定要出的。8分钟充满1000公里,理论上是可以的。”
“人为造成的” 里程焦虑
2021年伊始,1000公里续航里程成为新能源 汽车 行业关注的焦点问题。
1月15日,广汽埃安发布海报称,其搭载石墨烯基超级快充电池的车型,8分钟可充电80%,NEDC标准续航里程达到1000公里;1月13日,智己 汽车 宣布,旗下首款车型与宁德时代开展合作,搭载“掺硅补锂”电池,最大续航里程将超过1000公里;更早时候,1月9日,蔚来 汽车 发布150kWh固态电池,并称搭载该电池的车型,“NEDC续航可达到1000公里”。
如此执着于1000公里续航的标签争抢,背后呈现的,是各大车企普遍存在的“里程焦虑”。
一直以来,“里程焦虑”都是卡住新能源 汽车 脖子的关键问题,是车企和车主共同的焦虑。为解决这一问题,从增设充电桩到油气混合方案,最终的解决办法落到了电池身上:在各大新能源 汽车 的宣传海报上,凭借新研发的电池,续航里程从300公里直线飙升到1000公里甚至以上。
“车企之所以会产生这种焦虑、攀比,主要是自身人为造成。”王秉刚认为,1000公里续航,本身就不是新能源 汽车 的一个技术指标。几分钟内充完电,即便目前能够做到,但也会损耗电池,甚至存在一定的安全隐患。“对于消费者来说,这种宣传其实并不好。”
此外,王秉刚还表示,目前新能源 汽车 具有一定的适用范围,主要以城市内部为主,大部分车型能够做到400、500公里的续航,其实就足够了。“作为一个企业家来说,需要更多的责任意识。否则特斯拉、蔚来一看,我们也不服气,就跟着一起忽悠消费者了。”
2035年:新能源车、燃油车各占半壁江山
新能源 汽车 的续航里程还受季节性影响。
今年,各地出现罕见的寒冬低温,电动车“续航里程打折”的话题再次引起热议。再加上电动车充电不像燃油车加油那样方便、快捷,不少纯电动车车主纷纷调侃自己是“电动爹”,并怀念起了燃油车。
此次召开的中国电动车百人会论坛(2021)上,欧阳明高称,对当前的新能源 汽车 而言,高效热管理系统核心技术已经取得重要突破,这将使冬季低温环境下新能源车的续航里程损失,比现有车型降低2/3;新能源车的整车能效优化集成技术也取得突破,小型纯电动车NEDC工况测试百公里的电耗,已经接近10千瓦时;同时,充电体系建设与快充技术也在发展,“未来5-10年,白天可以用15分钟充满75%的电量”。
与此同时,燃油车的使命并未结束。
“据新技术路线图预测,在目前技术没有巨大抬升的情况下,得到2035年,才能达到一半燃油车、一半新能源 汽车 的局面。”王秉刚认为,中国地域广阔,地理、气候、道路造成使用环境复杂,需要多元化的 汽车 技术和多元化的能源结构。
另外,作为能源消耗大国,国内的交通能源仅靠电是不安全的,而丰富的石油和天然气资源仍旧可以利用。伴随燃油车碳排放技术的成熟,油电混用车辆将成为过渡选项,短期内全部转为新能源 汽车 的必要性不足。
“新能源 汽车 是未来,但燃油车也非洪水猛兽。”王秉刚强调。
在15-20万元价格区间,绝对是大多数家庭购车的目标区间。所以,今天我们就为此准备了一份对比导购,帮助大家梳理一下,在明确自己选购需求的同时,对具体车型建立一些更为深刻的了解。它们分别是小鹏汽车P5、AION S、几何A,如果你正有购买一辆紧凑型车的打算,那就一起来看看这几款车的表现到底如何吧。
根据价格我们今天挑选的三款车型分别为:
小鹏P5 2022款 510E(厂商指导价:19.33万元)
AION S 2020款 魅 580 出行标准版(厂商指导价:17.98万元)
几何A 2021款 Pro 臻享高能续航版 600KM A600畅优版(厂商指导价:19.87万元)
外观对比:
车头部分,三台车均采用了封闭式进气格栅来彰显新能源车型的身份特征。从细节来看,AION S以及小鹏P5前包围两侧还加入了类似于进气口的装饰,提升了车头的运动气息。而小鹏P5狭长的灯组很有辨识度,给人一种非常修长的感觉。
小鹏P5
AION S
几何A
车身侧面来看,三款车型流畅的车身线条看上去都很动感。不过小鹏P5以及几何A采用了隐藏式的门把手,提升美观的同时也降低了风阻系数。在车身尺寸方面,小鹏P5车尺寸是4808/1840/1520mm,轴距为2768mm;AION S车身长宽高是4810/1880/1515mm,轴距2750mm;几何A尺寸为4752/1804/1503mm,轴距是2700mm。车身长度以及轴距方面小鹏P5更占优势,而车身宽度以及高度方面AION S胜出。
车尾设计上,小鹏P5采用了时下流行的贯穿式尾灯设计,符合年轻人的审美需求。AION S车尾的设计中规中矩,辨识度较低。几何A看上去倒很精致,虽然没有多余的设计,但是营造出的氛围很舒缓。
内饰对比:
进入车内,小鹏汽车P5内饰呈现出个性的设计风格,采用银色饰条进行装饰,呈现的视觉效果非常不错,并且中控大屏绝对是三款车型当中最突出的设计。AION S的内饰设计看上去更像燃油车,中控台采用了横向布局,层次感营造丰富。几何A内饰看上去很个性,便向驾驶员一侧的设计也更能保证日常行车的便利性。
在配置方面,小鹏汽车P5中控屏运用了嵌入式的设计,中控屏尺寸是15.6英寸,符合大多数消费者的审美标准。此外,该车还配备了OTA升级、车联网、GPS导航系统等五项配置。几何A中控屏采用了悬浮式的设计,中控屏尺寸为12.3英寸,屏幕尺寸较大,科技感非常强烈。另外,这款车还标配了GPS导航系统、车联网、导航路况信息显示等五项配置。而相比小鹏P5以及几何A这两款车型来说,AION S同样配备了12.3英寸的中控屏幕,不过屏幕的黑边设计看上去略显简陋。
动力对比:
动力方面,小鹏汽车P5搭载了一套纯电动动力系统,配备前置永磁 / 同步电动机,电动机总功率为155千瓦,电动机总扭矩310牛·米,匹配固定齿比变速箱。底盘方面,这款车悬架采用前麦弗逊式独立悬架,后扭力梁式非独立悬架,并采用前置前驱的驱动方式。AION S搭载一套纯电动动力系统,配备前置永磁 / 同步电动机,电动机总功率为100千瓦,电动机总扭矩225牛·米,匹配固定齿比变速箱。底盘方面,这款车前悬架为麦弗逊式独立悬架,后悬架是扭力梁式非独立悬架,并采用前置前驱的驱动方式。几何A搭载了一套纯电动动力系统,配备前置永磁 / 同步电动机,电动机总功率为150千瓦,电动机总扭矩为310牛·米,匹配固定齿比变速箱。底盘方面,该车前后悬架分别使用了麦弗逊式独立悬架和扭力梁式非独立悬架,并采用了前置前驱的驱动方式。从动力参数上来看,小鹏P5要更胜一筹。
总结:综合来看,从三款车型当中我更推荐大家购买小鹏P5,首先在价格方面,三款车型几乎差不多。外观以及内饰的设计上,小鹏P5更符合潮流,也更受年轻消费者的喜欢。而在配置方面,小鹏P5无论是主/被动安全配置还是内部配置上,都要比其余两款车型高出一大截。最后在动力方面,小鹏P5充沛的动力输出在日常驾驶时能更加游刃有余。所以如果你手握20万元,想要购买第一台家用新能源车型的话,我个人更推荐小鹏P5。当然这只是我的个人观点,究竟哪款车型更适合您,还需要自己亲自去店内试驾体验。
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如今的新能源市场竞争是是很激烈,新能源技术一般是指在新技术应用前提下综合利用的可再生资源,包含太阳能发电、生物能源、风力、地热能源、波浪能、海流可以跟潮汐发电,及其深海表面深层次间的热力循环。除此之外,也有氢能源、沼液、乙醇、工业甲醇等,而煤碳、原油、天燃气、水可等早已广泛应用的电力能源被称作不可再生能源。不可再生能源的局限与环境问题日益突显,生态环境保护和能再生新能源技术愈来愈获得重视。广泛使用新能源技术,储能设备的应用也在慢慢提升。储能技术为体,电力工程会用。伴随着储能设备的应用提升,我们自己的用电量贮备也更多,应用也更加高效方便快捷。
聪慧能源管控解决方法,构建情景可突出重点设备模型,根据线框流动方法表述光伏发电、风力发电从光能、风力转化成电磁能、再从机器设备供电系统、储能技术全过程。图扑软件借助大数据技术、云计算技术、工业物联网、人工智能和数字化技术,融合自主研发 HT 商品,搭建的安全性故障预警综合管理平台,应用传感器网络搜集系统变量,明确提出光伏发电、风力发电等储能技术改进方案。从根本上解决了烦恼领域多年来的储能技术安全隐患,让“防止”先于难题“处理”,云检验,免拆卸,以最小成本费确保储能技术安全性。
我国新能源除开大家熟悉太阳能发电之外,也有各种不同的存有,风力,水可及其核技术也有生物能源等等都是新能源技术,都是有非常好发展机会良好的实用价值,尤其是我国的风力储藏量非常大,合理安排会使它转换成电磁能用以工业化生产。而水可在中国已经得到合理利用,尤其是在我们国家的中西部地区,已实现了水力发电站,以实现八横八纵,克服了中国很多城市碰到的能源短缺难题,并且优化了生态环境保护。
题记:在30·60的号角下,中国正进入一个全新的且富有绝对想象空间的新能源大时代,这其中既有浮沉十年走向平价的光伏,也有逐步大放异彩的锂电池、储能以及被寄予厚望的氢能,它们将共同推动中国走向碳中和的星辰大海。
同样是新能源,上述几个行业,既有共性与融合,也有其独特的发展路径与特点。本文作者试图从技术路线、发展路径、潜力空间、数据测算等多个维度就新能源涉及的多个行业进行剖析。
2021年宁德时代(CATL)的全球市场份额将进一步攀升,比亚迪刀片电池批量供应,刀片一出安天下。预计前五大:宁德时代(CATL)、LG、松下、比亚迪、三星会占据全球市场份额的85%以上,前十名占据95%的份额。锂电池行业既是资金密集型行业,又是技术密集型行业。
锂电池行业竞争比光伏更加惨烈,光伏设备投资也会面临技术路线和成本之争,但是一般不会清零。而锂电如果没有合适的客户和过硬的产品,极有可能面临设备投资打水漂,这方面已经有案例出现。
本质上光伏产品及组件相对标准化同质化,一线品牌和一般产品差异不大,很难卖出产品溢价;而锂电池涉及到电化学,易学难精,一线产品往往比一般产品溢价5%以上,有些细分产品甚至会更极端;导致有效优质产能严重不够,差的产品即使低价也无人问津。
关于磷酸铁锂和三元:宁德时代董事长曾毓群认为,磷酸铁锂电池的增长速度会非常快,因为它比较便宜。随着充电桩越来越多,电动 汽车 的续航里程就不需要那么长。“没开过电动车的人比较焦虑,真正开过的人就不大焦虑,所以应该来说磷酸铁锂比例会逐渐的增加,三元占比会减少。”
随着磷酸铁锂占有率提高,现阶段再布局锂电池首先得明确产品定位,确保产品有市场机会,市场得精准细分,专注做好一款磷酸铁锂动力电芯兼顾储能可能有大的市场机会。
磷酸铁锂的巨大想象空间不仅体现在对续航要求较低的乘用车上,更大空间在对寿命要求更高的商用车领域,储能领域。
电池是能源的储存介质,大能源领域本质是成本为王,效率优先;光伏、锂电概莫如是。
像早年的光伏领域,2016年前都是成本更低的多晶硅片电池占据主流,一度市占率超过85%。在光伏巨头隆基持续产业投入的影响下,金刚线切割硅片工艺异军突起,彻底打破单晶硅片成本瓶颈,2020年单晶市占率超过85%。在下一代大硅片,薄片化工艺趋势下,N型单晶topcon工艺将引领下一代光伏技术变革,单晶将淘汰掉多晶硅片;N型topcon电池与HJT电池之争,同样基于成本考虑,topcon将成为下一代光伏电池主流;
主要考虑以下三方面因素:1、即使量产情况下,设备投资HJT是topcon的2倍左右,而且老产线没有办法改造,所有产线得重置,这是所有巨头们最头疼的;2、HJT及topcon效率相当,在叠加钙钛矿方面机会均等(钙钛矿市场机会尚未出现),需处决于钙钛矿的成本和方案;3、耗材成本HJT的银浆远远高于topcon,topcon浆料未来有可能全面使用更低成本浆料,成本差距会更加巨大。
电动车领域的电池情况稍微温和些,三元和铁锂,不存在谁淘汰谁,基于用户多元化选择。
三元能量密度更高,体积更小,低温性能更好,将在部分高端车型始终占据一席之地。而磷酸铁锂以低成本长寿命等特性快速抢占其他其他市场,尤其以电动重卡,工程机械,储能领域最为瞩目。
2021年将是大力出奇迹的一年,电动车及动力电池领域将迎来未来十年增长最快的一年,也是行业巨擘疯狂布局奠定江湖地位的一年;之前的各种预测都有可能出现极大偏差。半年前笔者曾做过一个预测,回头看行业已经发生重大变化,新能源替代的脚步,正以大家难以估量的速度在加速替代;我们通常会高估1-2年的变化,而低估未来10年的变化,确实替代的速度将更加猛烈。
2021年动力电池出货量,全球大概率超过350gwh,比2020年增长150%,全球电动车2021年出货量达到600万辆以上,中国市场有机会成倍增长到250万台,发展势不可挡。笔者之前调研到部分厂家出货量甚至增长3-500%,磷酸铁锂用量接近60%,这种惊人的发展速度可能持续一段时间。锂电前5名,甚至前10名都在疯狂布局产能。
2025年,全球电动车占有率超过35%,达到3000万辆,按平均60度/车计算,电池用量达到1800gwh,C公司产能可能达到1000gwh,巨头正式步入TWH时代。储能及商用车领域用量估计超过500gwh,三元与磷酸铁锂的比例可能接近35:65,磷酸铁锂将占据市场绝对主流。
展望2030年,全球电动车出货量会整体超过90% ,达到9000万辆,动力电池用量超过6000gwh,0.6元/kwh,则动力电池市场为3.6万亿人民币,燃油车无限接近禁售,算上储能市场锂电池的出货量极有可能接近1万亿美元。
2030年,以光伏+储能为代表的新能源将颠覆整个传统能源生产的格局!
全面颠覆传统能源需要解决的问题?实现低成本光伏+低成本储能,综合成本低于火电。光伏的系统成本已经降到3元/W,部分分布式电站已经降到2.35元/W的成本,遥想2007年系统成本达到60元/W,13年时间,成本降到5%;很快磷酸铁锂储能系统降到1元/wh以下,充放次数可以达到10000次。
2025年光伏系统成本到2元/W,摊到25年折旧加财务成本,1500小时/年发电小时数,度电成本0.1元每度电以内;储能系统成本低于1元/WH,充放次数10000次,按15年折旧,度电存储成本低于0.1元每度,;光伏+储能系统成本0.2元/kw,2030年成本有望降到0.15元每度电以内,成本远低于化石能源。
2020年全球用电量约30万亿度,随着电动化的迅速发展,则2030年全 社会 用电量将达到50万亿度。2030年大概率发生事件,光伏+储能可以占领全球电力市场30%,约15万亿度电。按全球范围发电条件来看,平均1250小时的年发电量可以期待,1GW(100万千瓦)装机量约12.5亿度电。
则15万亿度电,需要总装机量12000GW,地面装机占地面积约12万平方公里。预测光伏地面系统成本2025年2元/W(组件1元/W);2030年1.8元/W(组件0.8元/W),光伏市场未来需求10年需求,12000*18-=216000亿,21.6万亿人民币。
2040年全球电力需求将达到70万亿度,2040年占领全球电力市场60%,约42万亿度电,需要总装机量33600GW,2030-2040年得新增21600GW光伏装机量,地面装机新增土地面积21万平方公里。
成本方面,2035年1.6元/W(组件0.7元/W),2040年1.5元/W(组件0.6元/W),整体光伏市场21600*15=32.4万亿人民币,进入平稳发展期。
2021-2030将是光伏行业的白金十年。
2030年,15万亿度电约需要60%储能,9万亿度电储能,平均每天充放1.2次计算,工作按300天计算,需要7.5万亿kwh储能,需要250亿kwh储能装机量,约25000GWH。
储能市场按照均价0.8元/kwh计算,市场总量20万亿,跟光伏市场相当并驾齐驱。
2040年,42万亿度电约需要60%储能,25.2万亿度电储能。平均每天充放1.2次计算,工作按300天计算,需要21万亿kwh储能,需要700亿kwh储能装机量,约70000GWH;新增45000gwh。
储能市场按照均价0.65元/kwh计算,市场总量29.25万亿,跟光伏市场体量相当。
未来十年毫无疑问是光伏和储能最为辉煌的十年,诞生的机会不可估量。
隆基股份与朱雀投资布局氢燃料,光伏龙头布局氢燃料,给了大家很多想象空间,光伏+氢能战略浮出水面,利用越来越廉价的光伏发电来制备储存氢气,既解决了光伏发展的天花板,也生产出大量可替代石油的清洁能源。日本最近投产了全球最大的光伏制氢项目,国内领先企业阳光电源,隆基抓紧产业布局。中石油,中石化等传统能源企业同样在加快光伏+储能+制氢的产业布局。
实际上最近中东的光伏招标电价以及达到1.04美分/kwh,真是没有最低只有更低,技术的迅速发展大大超过我们的想象,中东地区的光伏+储能有可能在2025年达到2美分/kwh,那中国鄂尔多斯高原,青海格尔木地区2025年光伏+储能成本将达到2.5美分/kwh,折合0.1625元/kwh,光储联合制氢将大行其道,电解水制氢的直接能源成本将低于10元/KG。
氢能市场将异军突起,氢能来源广泛,燃烧性能好且零排放,有望成为碳中和战略中的核心一环。氢是宇宙中分布最广泛的物质,约占宇宙质量的 75%。氢气燃烧性能良好,且安全无毒。氢气空气混合时可燃范围大,具有良好的燃烧性能,而且燃烧速度快。
同时氢气燃烧时主要生成水和少量氨气,不会产生诸如一氧化碳、碳氢化合物等,与其他燃料相比更清洁。同时氢气导热性能、发热值高。氢气的导热系数高出一般气体导热系数的10倍左右,是良好的传热载体。
氢的发热值 142,351kJ/kg,是汽油发热值的 3 倍,远高于化石燃料、化工燃料和生物燃料的发热值。氢的获取途径多、热值高、燃烧性能好、清洁低碳,更重要的是反应后生成的水,又可在一定条件下分解出氢,实现循环再生可持续发展。
作为燃料广泛应用于交通运输行业,用于氢燃料电池或者直接燃烧;供热:钢铁水泥造纸氨气应用或者建筑行业直接供热;作为冶金及钢铁行业还原剂还有石化行业的原材料。水泥行业燃烧大量的天然气和煤炭,为了碳减排,需要氢气来中和二氧化碳生产甲醇。
现阶段大量氢气来源于煤制氢及天然气制氢,即所谓的灰氢,随着风光发电成本进一步下降以及电解水制氢设备成本的快速下降,未来2-3年,绿氢的制备成本可以到10元每公斤,不用储存加压,纯化直接用于石化行业作为原料,水泥行业,冶金钢铁等行业,需求将暴增。
煤制氢成本约7元每公斤,天然气制氢约10元每公斤,则绿氢的制备成本接近天然气制氢,考虑到未来的碳税和碳交易收益,绿氢将极大的替代现有的煤制氢以及天然气制氢。
2500万吨的氢气存量空间将形成一定替代,新增场景体现在陆地交通运输场景,海上货运、邮轮、飞机、水泥、冶金等领域将全面采用氢气。
氢气用途展望:低成本氢气除氢燃料电池车辆使用,石油化工,炼钢等都将得到更大规模使用。
工业副产氢的热值价值相当于12元/KG,理论上氢气终端销售价格在当下这个是底线价格,按氢燃料电池用于交通行业,16度电/kg氢气的水平,则氢气转化为电能的价格为每度电0.75元,这个是极限假设的价格。
如果绿氢的价格可以低于12元/Kg,需要考虑制氢设备的折旧和效率,需要光伏风电的价格低于0.15元/kwh,则氢气可以掺杂在天然气管道中,掺杂比例在5-10%,对管道的影响会比较少。可以考虑在天然气管道的周边建设大规模的风光互补电站来来联合制氢。
这个场景12元/公斤的氢气如果用在电动车上,通过储能、运输、加注到车端成本则可能接近30元每公斤,成本偏高。而直接用于石化,钢铁则减少了大量中间环节。也可以考虑用在水泥行业碳捕捉,将二氧化碳+氢气,制取甲醇。石化,钢铁,水泥行业如果大规模推广氢气应用,需求量将不低于1亿吨,二氧化碳的减排量更是惊人,极大加快推动碳中和。
按照现阶段城市氢气补贴后的价格一般高于30元/KG,换算成度电成本接近2元/度电,远远高于现在的工业电价:谷电约0.3元/度电,平电约0.6元/度电,峰值约电价1.2元/度。氢燃料电池的使用成本会一直高于锂电,乘用车用氢燃料电池的必要性大打折扣。
那么,氢燃料电池在交通运输的使用应该在广阔的长途运输,商用大卡车,远洋货轮,该场景需要能量密度较高的氢燃料。
以商用车领域为例:然而续航超过300公里的49吨牵引车,配置6组氢瓶+110kw燃料电池系统+130kwh锂电,整个系统约2.5吨,比传统天然气车及柴油车的质量多1吨左右。解决方案是氢瓶减重,用全氢燃料电池系统。氢燃料的大规模使用,最终必须满足成本低于化石能源,才有机会普及。目前来看任重道远,而跟纯电动拼使用成本尚不具备优势,只能拼场景;如果能够得到15元/KG的绿色氢气,长途货运,远洋货轮,炼钢这些场景则可以大规模应用氢气。
光照条件充足的中东地区,可利用光伏+储能+制氢,考虑到光伏和储能成本接近2美分/kwh,在中东地区制氢将变得实际可行。
用高能量密度氢气来储存新能源以替代石油资源,将是沙特及中东地区最大的机会。如果沙特建设庞大的光伏电站约3000GW,占地面积3万平方公里,年发电量可以达到6.3万亿度,考虑到全天候制氢,则60%需要通过锂电储能,其中6万亿度电用来电解水制取氢气,产生1亿吨氢气,10元每公斤的氢气通过海运将占领全球市场,每年收入1万亿人民币,与沙特现阶段的石油规模相当。
电解海水制氢还可得到副产品氘氚,又是人类终极能源核聚变的主要原材料,实现商用航天的关键。
全球大规模光伏发电成本最低为沙特等中东地区,沙特土地面积超过190万平方公里,有大量的土地建设光伏系统。传统石油巨头可全面转型为新能源巨头,以提供高能量密度的氢气为主,2025年沙特光伏成本降到0.8美分/kwh,折合人民币约5.2分/kwh。沙特氢气能源成本低于5元人民币每公斤,全部成本将低于7元/KG,运往全球价格约12元/KG,全球终端销售价格约12-15元人民币每公斤。
低于15元/KG的氢气,在长途货运,远洋航海,炼钢,石化,建材等都将占有一席之地。考虑沙特得天独厚的地理位置,亚非欧板块中心,从红海通过苏伊士运河运往欧美,马六甲海峡运往亚太地区都将具有成本优势。
笔者2018年造访日本,曾与软银孙正义的高参岛聪先生交流,岛聪提及:孙正义曾经构想在沙特建设全球最大的光伏基地,再找中国最好的光伏及锂电技术去沙特联合设厂,打造光伏+锂电的黄金能源组合。生产全世界最便宜的电力通过中国的特高压技术建设涵盖中亚、东北亚的电力网络,经过伊朗,中亚,中国,将清洁的电力输送给日本,因为日本的平均电价超过0.2美金/kwh。不得不佩服孙的雄才伟略,异想天开。
光伏电站易建,不过经过这么多国家建电力网络难度就大了,而光伏储能制氢则就变得更容易实现了,然后通过远洋运输更有可落地性。
很多人会问,中国会成为新能源领域的沙特吗?中国不一定成为新能源领域的沙特,倒可以成为产业输出方;沙特源于独到的地理位置,如果和中国联手有机会在未来的五十年,仍然成为全球的新能源中心。
在于中国目前是全球最大的光伏生产基地,光伏技术领先全球,光伏技术具有标准化,可复制的特点。而且形成了独立的装备能力和材料开发能力,行业内又有普遍后进入者优势,可后发制人。
那么就可以在中东地区发展光伏+锂电储能产业,低成本足以改变全球能源格局,同样中国的锂电技术具有跟光伏类似的特点。沙特可以和中国强强联手共同发展光伏及锂电储能产业,中国通过技术输出在沙特建设全球最大的光伏基地和光伏储能电站,沙特利用强大的资本实力实现从石油到新能源的转型。
沙特的光伏产品可以行销全球,光伏产生的电可以销售到欧洲及非洲、印度等亚洲缺电国家。光伏制氢可以远销亚洲,欧美,沙特有机会成为新的全球能源中心。
阿联酋三个国有实体组成了阿布扎比氢能联盟,将富含化石燃料的酋长国定位于未来绿氢气的主要出口国,海湾国家已经认识到了这种替代燃料的重要性,氢能的开发在下一步是至关重要的。从最大的石油输出国成为最大的氢气出口国,这样的机会将刺激沙特阿拉伯以及阿联酋,沙特王国已经计划在特大未来城市中建造世界上最大的由光伏和风能联合制氢工厂,整个城市将是绿色电力,沙特也想实现氢气出口国的伟大的计划,他们认为沙特将成为氢气的全球领导者,给沙特下一个50年机会。
当然全世界其他的地方,尤其是光照和风电特别发达的地区,例如澳大利亚也在计划发展氢气,宣布要投资1500亿美金用于绿色氢气的制造;中国的西北地区正在大力发展光伏风电联合制氢。沙特有全球最好的光伏资源,全球的光照时间最长,最长时间甚至可以达到一年2800个小时;如果可以全力以赴的发展绿色的氢气,将有机会成为全球最大的绿色氢气的制造基地,同时成本可以做到全球最低。
总之,平价的新能源将在下个十年惠及全球,实现大部分国家的能源独立、自由和平。
作者简介:陈方明,易津资本&博雷顿 科技 创始人,博雷顿 科技 正成为电动工程机械、重卡及相关领域配套储能的领军企业。作为有超过十年风险投资经验的专家,在新能源、新材料领域做了深厚布局。
他着眼于高精尖技术,聚焦新能源领域的硬 科技 ,投资过常州聚和、拉普拉斯、凯世通、南通天盛、杭州瞩日及量孚等一大批新能源企业。其中量孚作为磷酸铁锂正极材料公司,其利用独特工艺,一步法合成磷酸铁锂,有望将磷酸铁锂正极材料成本降低20%。
陈方明是上海市五一劳动奖章获得者,他创立的博雷顿获得了高新技术企业、高新技术成果转化、市重点人工智能示范项目、高端装备首台套、交通部国家级行业研究中心、上海市专精特新项目等一系列名号和荣誉。
当小米宣布造车时,中国国内正有超400万辆电动 汽车 奔驰在道路上。
马斯克曾断言,电池是未来智能电动 汽车 的关键。对于智能电动 汽车 来说,动力电池无疑是最核心的硬件,如同发动机之于内燃 汽车 ,这也是宁德时代崛起的契机。
动力电池市场呈现出马太效应,宁德时代占据市场龙头地位
1.国际较量:争夺动力电池主导权
宁德时代去年一年国内市场的装车量为12.22GWh,占比超52%,第二名比亚迪仅为12.9%,但宁德时代却并不是第一个在锂离子电池商用化领域起跑的公司。
长期拥有锂离子电池先发技术优势的曾是日本。1991年,索尼公司和旭化成公司发布首个商用锂离子电池,并首先用于相机;2014年日本科学家吉野彰做出了第一个现代商业化锂离子电池的原型器件,被奉为锂电池先驱。
落后于日本的中韩两国随着电子制造业的发展奋起直追。三星和LG一方面发展自身消费电子业务,一方面生产配套电池;中国电池制造企业则利用价格优势,促进了锂离子电池低价普及。比亚迪在进军 汽车 业之前,主营业务便是消费类电池,宁德时代也脱胎于消费类电池企业ATL。
随着混合动力车的生产普及,松下进入动力电池领域,中韩两国企业也随之变向,纷纷转向技术壁垒更深、利润更高的动力 汽车 领域,东南亚也成为全球锂电池生产的核心地带。
华安证券报告指出,全球动力电池龙头,宁德时代2020年的全球市占率为25%,国内市占率维持一半。中国电动 汽车 市场发展最快、规模最大,关键也在于电池,当前全球约八成电池产能在中国,中国电池企业还在向海外扩张。
中国企业之所以能在在新能源 汽车 领域突飞猛进离不开政策的支持。
2010年,中国政府开始对新能源 汽车 提供补贴,这也慢慢让这个行业形成一个逻辑惯性,那就是补贴政策走向往往会决定市场使用的动力电池产品种类。“因为政策补贴会影响热销车型,自然会对电池生产商产生影响。”一位新能源 汽车 市场人士解释,“比如,2011年,政府将使用外资动力电池的产品剔除出新能源 汽车 的补贴目录,很大程度上就降低了松下、LG和ATL在内的一众外资动力电池公司的竞争优势。”
外资电池企业被政策挡在门外,某种程度上为宁德时代创造了新机。凭借政策扶持和日本技术背景,宁德时代只花了六年时间就在2017年成为装车量世界第一。
如今锂电池产业格局初成,整体来看东亚三国已经占据了技术优势, 其他国家想要超越并不容易。但在环保要求趋严、电动 汽车 市场落后的影响下,欧美不得不做出改变。
彭博社曾发布统计数据称,2020年,全球共销售新能源 汽车 324万辆,欧洲和中国分别为139万和133万辆,美国仅32.8万辆。如果没有特斯拉,美国新能源 汽车 市场实际上在衰退。
如果没有特斯拉,美国新能源 汽车 市场实际上在衰退
对此,美国总统拜登在5月8日发表演讲称, 汽车 企业和电池企业应该在美国本土生产相关产品,同时加大新技术研发投入赶超中国。按照其在3月底提出的“美国就业计划”,美国将向电动 汽车 领域投资1740亿美元。
欧洲的布局则更加深远。欧洲早在2017年意识到了电动 汽车 大潮降至,固守传统赛道无益,并开始布局一个“电池计划”,为电动 汽车 产业,尤其是电池生产研究项目提供资金帮助。
如今欧洲已经有了一批初创电池企业,风头最劲的是Northvolt。该公司创立于2017年3月,在2019年获得10亿美元融资,并得到欧洲车企支持。继去年Northvolt拿到宝马20亿欧元的订单后,今年又把大众未来十年累计140亿美元的电池订单收入囊中。
此外,和过去基于产业原因发展新能源车不同,加快节能减排,助力实现碳达峰、碳中和(即碳排放总量为零)成为发展新能源车的新动力。
截至目前,欧洲、美国以及中国等全球主要经济体给出了时间表,推动低碳转型、能源转型以及电气化。2019年底,欧盟出台《欧洲绿色新政》(European Green Deal),表态要在2050年实现碳中和。2020年9月,中国承诺在2030年碳达峰、2060年碳中和。美国新任总统拜登上台后,亦承诺在2050年实现碳中和。跟随绿色政策的导向,资本将更加青睐电动 汽车 、气候科学、清洁能源等领域。
但想赶超中日韩,欧美仍需努力。“欧洲等国现在在技术上还感觉滞后,但5年后情况如何就不一定了。”一位熟悉锂离子电池的研究人员表示,锂离子电池背后的科学技术在三十多年里基本上没什么变化,“如果没有大的突破,基于科研优势,欧美等国在2025年之后很有可能成为另一股力量。”
2.车企纷纷涌入:能否拉低电池成本?
各国政府角逐电动 汽车 产业链之外,还有车企们对于自产电池的热情。
去年12月,苹果首款电动 汽车 Apple Car原型车被曝已经在美国加州上路测试,并将在今年9月推出首款车型。对造车感兴趣很容易理解,毕竟这是个2万亿美元的大市场,更引人注意的是苹果造的车将应用独家“突破性的电池技术”。
据路透社报道,这一电池技术正是苹果造车策略的核心,“它有望极大地降低电池成本,同时增加车辆续航”。要做到这一点,苹果计划采用一种独特的单体电池设计,让所有电芯直接融合到一起,从而消除传统电池组各个电芯之间存在的空间浪费。动力电池结构是以单个电芯为单位,电芯打包组成电池包,之后再安装到车辆上。苹果的电池设计可以在同等空间内,用上更多的电池材料,实现更持久的续航。
苹果去年多次被传造车
增加续航里程,更加贴合消费者使用习惯是头部车企们下场参与电池研发的原因之一。充换电基础设施难以满足电动 汽车 的发展,这就要求车企们通过提升电池能量密度,增加续航里程,才能给用户提供与驾驶燃油 汽车 同样的体验。
今年1月,上汽集团新创品牌“智己 汽车 ”宣布,电池采用了最新的“掺硅补锂”技术,续航里程可达1000公里。紧跟着,广汽集团子公司广汽埃安也宣称拥有全新动力电池 科技 :石墨烯基超级快充电池可以在8分钟内充满80%,硅负极电池可以续航1000公里,电池还通过了枪击实验的军工标准安全认证,但遭遇了中科院院士一系列质疑,能否落地应用依然存疑。
降低成本则是促使车企造车的另一动力。 汽车 产业至今仍然是一个低利润、资本密集型产业,车企仅仅是打造出自己的供应链、实现量产已经非常难得。一旦实现整车规模化生产,如果能在电池技术上有所突破,将大大降低造车成本。有数据显示,电池成本约占电动车总成本的30%-40%,车企仅仅是采购电芯后自行生产电池包,也要比直接采购电池包更有成本优势。
“业内有个共识,即车企自产电池的门槛是新能源产品产量达到50万辆,为了实现稳定供货,车企一般会考虑自产电池。”前述 汽车 行业从业人员表示。
大众 汽车 集团入局电池产业,并提出“标准电芯”概念
今年3月,大众 汽车 集团提出“标准电芯”概念,称不再将电池系统视为单独的零部件, 汽车 需要围绕电池来设计。并计划在2023年量产,到2030年装载标准电芯的车型超过八成,从而实现规模降本效应。
根据咨询公司Benchmark Mineral Intelligence的数据,锂离子电池组的价格在过去10年里已经下降了近90%,去年降至每千瓦时110美元左右。宁德时代2020年财报显示,电池售价已从2018年的1150元/KWh降低至2020年的890元/KWh。
但平均而言,电动 汽车 仍比传统汽油车贵30%,有分析师认为在3年内,动力电池成本将从目前160美元每千瓦时降至100美元以下,达到与传统 汽车 “成本平价”。一旦成本差距磨平,对电动 汽车 的需求将进一步加速,对电池的需求也将井喷。头部车企下场造电池不仅可以降低成本,还可以减少对电池产商的依赖,这对其未来的良性发展显然更加有利。
3.固态电池研发:电池玩家进入“终局 游戏 ”
2020年以来,镍、石墨、锂、钴和铜等原材料受海外疫情影响,供应不足,价格不断上涨;叠加需求端火热,锂电池价格也意外上涨。
据中汽协最新统计数据,今年1~4月国内新能源车累计销量73.2万辆,同比大增249.2%,由此带动动力电池装机量同比大增约241%;根据SNE Research统计的数据,海外市场一季度动力电池装机同比增长96%。
原材料上涨导致电池成本迟迟难降
而每一辆电动 汽车 的动力电池需要大约20公斤的镍(特斯拉Model 3需要30公斤)、20公斤的钴,外加大约60公斤的锂化合物,若原材料价格上涨到2018年的水平,锂电池100美元每千瓦时的目标达成时间将延后至2026年。
这也将加速厂商们研发新型电动 汽车 电池材料和基础技术的更新换代。5月23日,据宁德时代董事长曾毓群对外透露,宁德时代将于今年7月前后发布钠电池。国泰君安证券分析,发展钠离子电池是三元高镍技术路线的补充,也可以减少对锂资源的依赖。
当前,部分车企选择使用价格更低、安全性更高的磷酸铁锂电池提升竞争力。但与三元电池相比,磷酸铁锂电池快速增长的原因在于安全性较好、寿命较长、成本较低,但能量密度和高低温性能稍差。在低温条件下,搭载磷酸铁锂电池的 汽车 续航里程可能面临腰斩。这是由电池材料特性决定的,眼下暂时无解。
汽车 产业渴望的“全能电池寄望固态电池,固态电池是指用固态电解质替代电池中的电解液和隔膜,正极体系变化不大,负极为锂金属。
大众 汽车 电池中心负责人Frank Blome将固态电池描述为锂离子电池的“终局 游戏 ”。
他解释称,固态电池能量密度更大、更安全、高低温性能也更好。“它们可以使用更长时间,电池单元可以堆叠,就像墙上的砖块一样,这使它们更容易适应不同的 汽车 设计;固态电池大约10分钟就能充满电,并且具有更高的能量密度,可提供双倍或更多的续航里程。同时它们将需要更少的铜和铝,石墨和钴可以完全被淘汰,回收固态电池是一个更简单、更安全的过程。”
各国企业目前都在主攻固态电池研发,争夺在新领域的主导权。
2021年1月19日,宁德时代公布两项与固态电池相关技术专利。2020年12月,《日经新闻》报道称,丰田在固态电池研发方面处于领先地位,有上千项专利,居世界第一,并计划在2021年推出固态电池试制车辆,开展性能试验。
固态电池和液态电池在工作原理上没有区别,固态电池走的是三元锂电池的路线,一个重要的革新点在于电解质由液态电解质变成了固态电解质。但成本的经济性永远是绕不过去的一环,也决定整车的售价。产品从研发、量产到应用还需要经过市场的验证,未来合理的经济性才可能是固态电池大规模估计的前提。业内人士预测固态电池合理的量产时间是5年以后,大规模应用时间是在6-10年以后。
4.谋求长期发展:上下游共建良性循环
动力电池的产业链,上游关乎钴、锂、稀土等矿产资源,而下游则是动力电池的回收和梯次利用。如果想实现新能源车降成本的目标,仅考虑生产端降低成本还不够, 探索 电池资产回收利用,建立起良性循环,更有利于电动 汽车 行业长期发展。
在回收利用阶段,退役动力电池经过收集、贮存、 检测、拆解等处理步骤,合格电池进行梯次利用,不合格电池可以拆解回收,再生利用。动力电池容量衰减两成后,就不再适用于电动车,但可梯次利用。例如退役的磷酸铁锂电池可以继续应用于低速电动车和储能电站。
退役电池的另一种处理方式是拆解回收,主要针对含有镍钴锰金属的三元电池。效的回收利用能够部分缓解我国动力电池用稀缺资源需求量。根据预测,到2025年我国动力电池钴和镍回收量分别约为1.6和3.7万吨,占当年我国动力电池用钴和镍需求量的比例分别为61%和17%左右。同时,钴价格较高,对其回收利用,也能够降低电池企业材料采购成本。
根据测算,到2025年我国梯次利用和再生利用的总市场规模将达到130亿元左右
但目前,由于电池产业缺乏统一标准和技术壁垒,电池的回收利用仍处于 探索 阶段,规模有限。
“比如在电池梯次利用方面,退役电池检测是保障梯次产品安全的重要环节,但由于缺少电池在车端使用阶段的状态数据,使得目前退役电池检测项目多、成本高,参与企业都是亏损状态”中国电动 汽车 百人会研究部主任朱晋博士表示,“现在上下游依然没有走通,在生产标准、技术方面仍待深入研究,国家监管层面也需要制定强制标准和规范,避免电池回收过程中出现环境污染。”
2020年,国务院发布的《新能源 汽车 产业发展规划(2021-2035年)》,为我国新能源 汽车 产业未来十五年的发展指明了方向。《规划》中提出,要加大关键技术攻关,鼓励车用操作系统、动力电池等开发创新。
上逢电动 汽车 获得政策大力扶持,下有消费者购买意愿快速增长,在政策与市场需求双向驱动之下,锂电池产业内部自然会实现新的技术突破。但产业链的上下游如果不能建立起更加环保的循环模式,则会背离新能源 汽车 清洁环保的初衷。
作为电池市场,哪类电池具备了更加耐用与环保两大优势,就会占据市场的大部份额,既然还在争得死去活来,就说明产品之间,不管是新产品还是旧产品,都各有千秋:新产品虽然新,但也还存在致命的缺陷旧产品虽然旧,但它的优势却让它也还能占有一定的市场!
由此可见,电池技术仍存在着极大的提升空间,换句话说,整个电池在我国各个行业的运用,依然是一块很严重的短板。
众所周知,新能源 汽车 的动力电池路线之争一直未停止,从一开始的磷酸铁锂电池占据主导地位,再到三元锂电池强势逆袭,凭借超长续航成为新能源动力电池的首选,并且占据80%以上的市场规模,动力电池企业也从原来的150多家锐减至40多家,行业洗牌加剧了企业的整体的淘汰。但是最近发布的一份统计数据却让从业者有点吃惊,那就是《新能源 汽车 推广应用推荐车型目录(2020年第4批)》中磷酸铁锂电池新能源 汽车 逐渐赶超搭载三元锂电池的新能源 汽车 ,因此有从业者说磷酸铁锂电池的逆袭之战正式开始。
就最近的一段时间的整体行业情况来看,磷酸铁锂电池的复苏主要受到两方面因素的影响,一方面5G基站磷酸铁锂电池的大批量采购,另一方面则是“刀片电池”、“蜂窝电池”、“三明治”结构电池包等一系列新技术的突破,让磷酸铁锂电池逆袭来势汹汹。
随着5G进程的加快,5G基站的建设成为众多通讯巨头争相努力的方向,相较于4G大都采用的铅酸电池而言,5G所采用的磷酸铁锂电池拥有续航能力强、使用寿命长、安全性能好等众多方面的优势,因此各大通讯巨头关于5G基站的磷酸铁锂电池超级大单让众多从事磷酸铁锂电池研产的企业大受鼓舞,带动了磷酸铁锂电池市场的整体上扬。
就技术突破方面而言,磷酸铁锂电池在2020年第一季度可谓是一波接着一波,尤其是“刀片电池”、“蜂窝电池”的出现,更是在动力电池市场上掀起了一片惊叫,“刀片电池”完整针刺实验表现出来的安全性能及605KM的超强续航,让它一时间成为最安全动力电池的代表,其搭载的新能源 汽车 也被众多的消费者所期待。相比较“刀片电池”而言,“蜂窝电池”也不容小觑,全新的电池结构理念,让动力电池的能量密度有了大幅的提升,续航能力也同比增长了近30%,作为磷酸铁锂电池的代表,“刀片电池”和“蜂窝电池”对于磷酸铁锂电池的逆袭有着非常重要的影响。
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